Чем заменить углеводородный мир?

Американский учёный и общественный деятель Лестер Браун разработал «План устойчивого развития Земли». Его институт Earth Policy Institute поддерживается бывшим президентом США Клинтоном и вице-президентом Гором. Как считает Браун, только использование энергии ветра сможет в 7 раз превысить нынешнее потребление энергии.

План Лестера Брауна, лауреат премии ООН в области охраны окружающей среды, прост: снижение потребления (продуктов питания и энергоресурсов), восстановление земельных, водных и биоресурсов Земли, переход на новую, экологически безопасную экономическую модель жизни, глобальная структурная реформа госуправления (под управлением Мирового правительства и Мирового парламента). Его разработки финансируются владельцем Microsoft Биллом Гейтсом и крупнейшим инвестором мира Уорреном Баффетом (около 30 млн. долларов взносов ежегодно). Он описывает этот план в своей книге «План Б. Как спасти цивилизацию». Одна из глав книги посвящена использованию энергии ветра.

Ветер – краеугольный камень энергетической экономики Его «добыча» легко расширяется, и её можно быстро освоить, начав с нуля.

Всемирное исследование энергии ветра, проведённое командой ученых из Стэнфордского университета под руководством Кристины Арчер и Марка Джейкобсона, показало, что использование одной пятой энергии ветра, доступной на Земле, принесет в 7 раз больше электричества, чем её потребляет весь мир в настоящее время. Например, Китай, с его широкими, продуваемыми ветрами равнинами на севере и на западе страны, бессчётными горными хребтами и протяжённой береговой линией, имеет в своем распоряжении достаточно энергии ветра для того, чтобы с легкостью удвоить свои нынешние электрогенерирующие мощности.

США богаты энергией ветра. В дополнение к количеству материковой энергии, достаточному для многократного удовлетворения энергетических запросов страны, Национальная лаборатория возобновляемой энергии насчитала 1000 гигаватт (1 гигаватт равен 1000 мегаватт) энергии, готовой к использованию, на восточном побережье и 900 гигаватт на западном. Одних только шельфовых мощностей достаточно, чтобы полностью обеспечить электроэнергией экономику США.

Европа уже начала освоение своих шельфовых ветров. Группа Гаррада Хассана, занимающаяся консалтингом в области использования энергии ветров, считает: если европейские правительства станут энергично развивать свои огромные шельфовые ресурсы, к 2020 году ветер сможет полностью обеспечивать электричеством весь жилищный сектор Европы.

Мировое генерирование электричества с помощью ветра растёт с беспрецедентной скоростью. С 2000 по 2008 годы генерирующие мощности выросли с 17 тысяч мегаватт до 121 тысячи мегаватт. Мировым лидером по общей мощности в данные момент являются США, за ними следуют Германия (лидер до недавнего времени), Испания, Китай и Индия. Но, с учётом ежегодного удвоения объемов выработки в Китае, лидерство США может оказаться весьма непродолжительным.

По доле электричества, получаемого с помощью ветра, в общей структуре выработки электроэнергии первое место занимает Дания, где благодаря ветру вырабатывают 21% электроэнергии (данные на 2010 год – БТ). Четыре северные федеральные земли Германии сейчас получают около трети электричества из ветра. Для Германии в целом этот показатель составляет 8% и продолжает расти.

В данный момент Дания намеревается довести долю электроэнергии, вырабатываемой с помощью ветра, до 50%, получая большую часть дополнительной энергии от ветровых хозяйств, развернутых на шельфе. Разработчики этой программы предполагают использовать ветер как главный оплот своей электрогенерирующей системы, прибегая к добываемому из ископаемых энергоносителей электричеству лишь тогда, когда ветер стихает.

В Испании, которая уже имеет около 17 тысяч мегаватт мощностей, генерирующих электроэнергию с помощью ветра, правительство намеревается к 2010 году увеличить этот показатель до 20 тысяч мегаватт. Франция, относительный новичок в ветряной энергетике, собирается ввести в эксплуатацию 25 тысяч мегаватт мощностей, генерирующих электроэнергию с помощью ветра к 2020 году, причем 6 тысяч мегаватт будут генерироваться на шельфе.

На начало 2009 года США имели чуть больше 28 тысяч мегаватт мощностей, генерирующих электроэнергию с помощью ветра. Кроме того, в США строятся ещё 38 ветровых хозяйств. В дополнение к этому существует проект строительства ветровых хозяйств, способных генерировать около 300 тысяч мегаватт, но в данный момент этот проект заморожен в ожидании сооружения сетей (предполагается осуществление этой программы после 2020 года).

(Новый тип ветряной турбины)

Помимо Техаса, а также Калифорнии, которая планирует построить комплекс ветровых хозяйств мощностью 4,5 тысяч мегаватт на южной оконечности штата, ещё несколько штатов претендуют на то, чтобы стать «ветровыми супердержавами». Clipper Windpower и BP объединяются для строительства ветрового хозяйства «Титан» мощностью 5 тысяч мегаватт на востоке Южной Дакоты. Миллиардер из Колорадо Филипп Аншуц строит ветровое хозяйство мощностью 2 тысяч мегаватт на юге центральной части Вайоминга с целью генерировать электричество для поставок в Калифорнию, Аризону и Неваду.

На востоке штата Мэн – новичка в ветровой энергетике – планируется построить 3 тысячи мегаватт мощностей, работающих на энергии ветра, что намного больше, чем требуется 1,3 млн. жителей штата. Штат Нью-Йорк, который уже имеет 1,3 тысячи мегаватт мощностей, работающих на энергии ветра, планирует добавить еще 8 тысяч мегаватт, генерируя большую часть энергии из ветров, дующих с озер Эри и Онтарио. Орегон скоро почти удвоит свои мощности, работающие с помощью ветра, за счёт постройки ветрового хозяйства в ущелье реки Колумбия.

Помимо продуваемых ветрами Великих равнин, в США существует ещё одна область, привлекательная с точки зрения развития ветроэнергетики. Долгие годы единственным проектом получения электроэнергии с помощью ветра на шельфе был проходивший стадию лицензирования проект строительства комплекса мощностью 400 мегаватт у побережья мыса Код в Массачусетсе. Теперь к Массачусетсу присоединились Род-Айленд, Нью-Йорк, Нью-Джерси и Делавэр. Делавэр планирует строительство ветрового хозяйства мощностью 600 мегаватт. Это сооружение сможет удовлетворить половину потребности жилого сектора штата.

Шельфовые ветры восточного побережья привлекательны по трём причинам. Первая: они сильны и стабильны. Шельфовый регион, простирающийся от Массачусетса на юг до Северной Каролины, имеет потенциальную генерирующую мощность, достаточную, чтобы превысить потребности прибрежных штатов в электричестве. Вторая причина: на восточном побережье шельфовая зона широкая и относительно мелкая, что делает строительство менее затратным. И третья причина: этот источник электричества близок к потребителям.

Одно из самых высоких соотношений силы ветра и численности населения – у Канады с её огромными территориями и всего 33 млн. населения. Провинции Онтарио, Квебек и Альберта на данный момент лидируют по количеству запущенных мощностей, генерирующих электроэнергию с помощью ветра. Но в последние несколько месяцев три из четырех атлантических провинций Канады – Нью-Брансуик, Остров Принца Эдварда и Новая Шотландия – начали переговоры о совместной разработке и последующем экспорте «ветрового электричества» в густонаселенные северо-восточные районы США.

(Прототип гибрида ветряка и солнечной панели, встроенных в виадук)

Правительство Шотландии ведёт переговоры с двумя ближневосточными инвестиционными фондами, предлагая им инвестировать 7 млрд. долларов в создание сети в Северном море у своего восточного побережья. Эта сеть позволит Шотландии создать на своём шельфе мощности, генерирующие с помощью ветра до 60 тысяч мегаватт электроэнергии, что близко к нынешним 79 тысячам мегаваттам электрогенерирующих мощностей всего Соединенного Королевства.

Каким бы солидным ни выглядело развитие производства электроэнергии с помощью ветра в США, ещё больше впечатляет то, то происходит сейчас в Китае. Сейчас в этой стране насчитывается 12 тысяч мегаватт мощностей, генерирующих электричество с помощью ветра. По большей части это 50– и 100-мегаватные хозяйства, а также множество строящихся хозяйств средней мощности. Кроме этого, в соответствии с программой Wind Base, создаются шесть мегакомплексов, каждый мощностью по крайней мере в 10 гигаватт. Эти комплексы располагаются в провинциях Ганьсу (15 гигаватт), западная Внутренняя Монголия (20 гигаватт), восточная Внутренняя Монголия (30 гигаватт), Хэбэй (10 гигаватт), Синьцзян (20 гигаватт) и вдоль побережья к северу от Шанхая в провинции Цзянсу (10 гигаватт). После окончания строительства эти комплексы будут иметь суммарную мощность в 105 гигаватт, т.е. масштаб производства электроэнергии в Китае будет равен мощности всего ветроэнергетического парка мира в начале 2008 года.

(Мировая карта ветряных ресурсов)

Ветровые турбины необычайно эффективны и с точки зрения землеотвода, требуемого для производства энергии. Например, один акр кукурузного поля в северной Айове, использованный для установки ветровой турбины, может производить электричества на 300 тысяч долларов в год. Этот же самый акр, засаженный кукурузой, принесет 480 галлонов этанола стоимостью 960 долларов (сегодня – 2 тысячи долларов – БТ). Столь эффективное использование земли делает ветровые фермы крайне привлекательными для инвесторов.

Поскольку турбины занимают лишь 1% земли, на которой расположено ветровое хозяйство, фермеры и пастухи продолжают растить зерно и пасти скот на этой территории. В результате они собирают одновременно двойной «урожай»: пищевые продукты – пшеницу, кукурузу или продукцию животноводства – и электричество. Владельцы земли в среднем получают от 3000 до 10.000 долларов в год за каждую размещенную на их земле ветровую турбину – причем без всяких инвестиций с их стороны (фактически значительную часть их дохода составляет рента). Для тысяч владельцев ранчо на Великих равнинах США стоимость электричества, выработанного на их земле, в ближайшие годы превысит стоимость проданного скота.

Одно время много говорилось об опасности, которую ветровая энергетика представляла для птиц. Этой опасности можно легко избежать, учитывая при постройке ветровых хозяйств миграционные пути и места кормления птиц. Кроме того, недавние исследования показали, что число птичьих смертей от ветровых турбин ничтожно мало по сравнению с количеством птиц, погибших при столкновении с машинами, от когтей кошек или налетевших на небоскрёбы.

Некоторые критики ветровых хозяйств обеспокоены тем, что эти хозяйства портят ландшафт. И, тем не менее, речь идет о сохраняющем цивилизацию источнике энергии. Конечно, подход «только не в моем дворе» продолжает существовать, но всё чаще слышно и другое – «поставьте это у меня во дворе». В сельских регионах – будь то ранчо Колорадо или фермы молочного животноводства на севере штата Нью-Йорк – уже наблюдается конкуренция за ветровые хозяйства, причем очень напряжённая. Это неудивительно, поскольку местные сообщества всегда приветствуют создание новых рабочих мест, выплаты за землю под турбины и дополнительные налоговые сборы.

(Карта ветров США; при нынешних темпах ввода мощностей ввода ветряных турбин США к 2040 году сможет за их счёт вырабатывать 40% от потребляемой в стране энергии – это как раз уровень импортируемой нефти в Америку)

Центральная программа Плана Б – строительство к 2020 году 3000 гигаватт (3 млн. мегаватт) мощностей, генерирующих электричество с помощью ветра. Этого будет достаточно для удовлетворения 40% мировой потребности в электричестве. Чтобы добиться этого, потребуется ежегодное удвоение мощностей, вместо характерного для последнего десятилетия удвоения каждые три года.

Необходимо установить 1,5 млн. ветровых турбин по 2 мегаватта каждая. Производство такого огромного количества турбин в ближайшие 11 лет кажется слишком сложной задачей, пока ее не сравнишь с 70 млн. автомобилей, производимыми в мире каждый год. При стоимости в 3 млн. долларов за установленную турбину, это строительство обойдется в 4,5 трлн. долларов к 2020 году, или же 409 млрд. долларов в год. Это сопоставимо с мировыми затратами на нефть и газ, которые, по прогнозам, к 2016 г. достигнут 1 трлн. долларов в год29.

Ветровые турбины можно запустить в массовое производство на сборочных конвейерах, точно так же, как во время Второй мировой войны производили бомбардировщики Б-24 на огромном заводе Форда в Уиллоу-Ран, штат Мичиган. Простаивающих мощностей в автомобильной индустрии США достаточно для производства всех ветровых турбин, необходимых миру для достижения поставленной в Плане Б цели. Тем более что помимо простаивающих заводов есть и достаточное количество сотрудников этих заводов – квалифицированных специалистов, жаждущих вернуться к работе. Например, в штате Мичиган, расположенном в сердце богатого ветрами региона Великих озер, более чем достаточно простаивающих автомобильных заводов.

У ветра есть много достоинств. Для коммунальщиков и их клиентов возможность подписывать долгосрочные контракты с фиксированной ценой – великое благо. В этом смысле газ – это источник топлива с плавающей ценой, а работающие на угле электростанции – неопределенность будущих углеродных затрат.

Привлекательна ветровая энергетика и возможностью ускоренного, по сравнению с другими источниками энергии, развития. В 2008 году, например, в Европейском союзе на долю ветра приходилось 36% новых генерирующих мощностей, на долю природного газа – 26%, на долю солнечных батарей – 18% новых мощностей. На долю нефти пришлось только 10% новых мощностей, а на долю угля – всего лишь 3%.

Начиная с 2005 года в США ежегодно вводимые в эксплуатацию мощности генерирования электроэнергии с помощью ветра на порядок превосходили новые мощности, работающие на угле. Во всем мире в 2008 году не было запущено ни одной атомной электростанции, в то время как новые мощности, работающие с помощью ветра, составили 27 тысяч мегаватт. Структура мировой энергетической экономики не просто меняется – она меняется стремительно.

(России с ветром не повезло – его скорость на большей части территории страны мала, и мощные фермы у нас создать не получится)

###

Приоритетным направлением в деле сокращения общего выброса двуокиси углерода на 80% к 2020 году должна стать замена электричества, генерируемого за счёт сжигания угля и нефти, на электричество, получаемое за счет возобновляемых источников энергии. Если ХХ век стал свидетелем глобализации мировой энергетической экономики, когда все страны перешли к нефти, большая часть которой поступает с Ближнего Востока, то нынешнее столетие станет свидетелем локализации производства электроэнергии по мере того, как мир будет обращаться к энергии ветра, Солнца и геотермальной энергии.

Нынешнее столетие также станет свидетелем электрификации экономики. Транспортный сектор откажется от бензиновых двигателей в пользу заряжаемых от сети гибридных двигателей, электромобилей, систем легкорельсового транспорта и высокоскоростных междугородных поездов. В дальних грузоперевозках произойдёт переход от перевозок на дизельных грузовиках к перевозкам на электрифицированном железнодорожном транспорте. Передвижение людей и товаров в основном будет происходить за счет электроэнергии. В этой новой энергетической экономике дома будут использовать практически исключительно возобновляемые источники энергии в том, что касается отопления, охлаждения и освещения.

###

Что ожидает Россию при реализации этого плана (пусть не к 2020-му, а даже к 2030-40-м годам) – догадаться несложно. Российские нефть и газ перестанут быть экспортным товаром, а заменить их на внешнем рынке будет нечем. Стать игроком на рынке ветротурбин и прочей альтернативной энергетики Россия стать не сможет, так как в стране почти разрушена промышленность для производства такого плана.

Как и в начале ХХ века, основой экспорта может быть только сельское хозяйство, что повлечёт за собой полное переустройство российского общества в сторону его архаизации. Но это уже тема для другого анализа.

+++

Ещё об альтернативной энергетике в Блоге Толкователя:

Диктатура «зелёных»: эксперимент в Бутане

Бутан стал первой страной в мире, законодательно перешедшей на органическое земледелие. Также 60% территории отдано под национальные парки, а основой жизни в стране является «традиция». В Бутане «мировое сообщество» на практике обкатывает возможное будущее Земли – экологическую диктатуру.

***

Энергетическая революция на Кубе

Переживающая нелегкие времена Куба намерена стать самым «зеленым» в энергетическом плане государством. Начав с экономии электроэнергии, правительство Острова Свободы на деньги Четвертого Рейха и с китайской помощью создает масштабную альтернативную энергетику.

+++

Источник: http://ttolk.ru/?p=18321